Bài giảng quản lý nguồn nước

TRƢỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM HUẾ KHOA TÀI NGUYÊN ĐẤT VÀ MÔI TRƢỜNG NÔNG NGHIỆP BỘ MÔN QUẢN LÝ ĐẤT ĐAI o0o - BÀI GIẢNG QUẢN LÝ NGUỒN NƢỚC Ngƣời biên soạn: TS Phạm Hữu Tỵ Huế, tháng năm 2020 MỤC LỤC BÀI 1: NHỮNG KIẾN THỨC CƠ BẢN VỀ TÀI NGUYÊN NƢỚC 1.1 Vai trò tài nguyên nƣớc 1.2 Đặc điểm tài nguyên nƣớc Việt nam 1.3 Lƣu vực phƣơng pháp xác định ranh giới lƣu vực 1.4 Các dạng tài nguyên nƣớc 1.4.1 Tài nguyên nƣớc mặt 1.4.2 Tài nguyên nƣớc ngầm 1.4.3 Tài nguyên nƣớc đất CÂU HỎI ÔN TẬP BÀI 2: QUẢN LÝ NGUỒN NƢỚC 2.1 Kiến thức quản lý 2.1.1 Khái niệm quản lý 2.1.2 Khái niệm quản lý nguồn nƣớc 2.2 Các mơ hình quản lý nguồn nƣớc 2.2.1 Quản lý nhà nƣớc tài nguyên nƣớc 2.2.2 Quản lý lƣu vực 2.2.3 Quản lý tổng hợp tài nguyên nƣớc 2.2.4 Quản lý tài nguyên nƣớc dựa vào cộng đồng CÂU HỎI ÔN TẬP TÀI LIỆU THAM KHẢO LỜI NĨI ĐẦU Tài ngun nƣớc có nhiều biến động theo không gian thời gian, xu hƣớng chung tài nguyên nƣớc phân bổ không theo không gian thời gian cách mạnh mẽ với biến đổi đời sống ngƣời thay đổi môi trƣờng Tài nguyên nƣớc ngày khan khả khai thác phục vụ vào phát triển kinh tế xã hội ngày hạn chế Trong quản lý tài nguyên nƣớc, việc năm đƣợc đặc điểm tài nguyên nƣớc, ngƣời làm quản lý cần phải có thêm kiến thức kỹ quản lý nƣớc theo mơ hình quản lý thích ứng khác Do đó, mơn học ngồi việc cung cấp kiến thức mang tính kỹ thuật tài nguyên nƣớc, kỹ quản lý đƣợc lồng ghép nhằm nâng cao khả xử lý tình quản lý nói chung quản lý tài nguyên nƣớc nói riêng Học xong học phần sinh viên có khả tự học, khả tƣ liệu hóa, kiến thức chung quản lý mơ hình, kỹ thúc đẩy, giải mâu thuẫn, đàm phán báo cáo khoa học, làm việc theo nhóm Giảng viên TS Phạm Hữu Tỵ BÀI NHỮNG KIẾN THỨC CƠ BẢN VỀ TÀI NGUYÊN NƢỚC 1.1 Vai trò tài nguyên nƣớc Nƣớc tài nguyên đặc biệt quan trọng, định tồn phát triển sống trái đất Đặc điểm tài nguyên nƣớc đƣợc tái tạo theo quy luật thời gian không gian Nhƣng quy luật tự nhiên, hoạt động ngƣời tác động khơng nhỏ đến vịng tuần hồn nƣớc Nƣớc ta có nguồn tài nguyên nuớc phong phú nhƣng khoảng 2/3 lại bắt nguồn từ lãnh thổ quốc gia, mùa khô lại kéo dài 6-7 tháng làm cho nhiều vùng thiếu nƣớc trầm trọng Dƣới áp lực gia tăng dân số, nhu cầu phát triển kinh tế xã hội ảnh hƣởng tiêu cực đến tài nguyên nƣớc nhƣ tăng dòng chảy lũ, lũ quét, cạn kiệt nguồn nƣớc mùa cạn, hạ thấp mực nƣớc ngầm, suy thối chất lƣợng nƣớc Do đó, giữ gìn, bảo vệ tài ngun nƣớc, dùng đủ hơm này, giữ gìn cho ngày mai, trách nhiệm tồn xã hội Mỗi ngƣời dân cần đƣợc tuyên truyền sâu rộng tài nguyên nƣớc, từ thấy đƣợc nghĩa vụ việc giữ gìn bảo vệ nguồn tài nguyên quý giá Nƣớc có tên khoa học Hydrogen Hydroxide (H2O), chất lỏng không màu, không mùi không vị, khối lƣợng riêng 1g/cm3 (ở 3,980C), độ đóng băng nhiệt độ 00C sơi nhiệt độ 1000C Nƣớc hợp chất phổ biến thiên nhiên (tầng nƣớc hay thủy chiếm 71% bề mặt trái đất) Nó có vai trị quan trọng lịch sử địa chất trái đất cần thiết cho đời sống tất sinh vật Khơng có nƣớc khơng có sống, gần 65% khối lƣợng thể ngƣời nƣớc Nƣớc nguyên liệu thiếu q trình sản xuất nơng nghiệp cơng nghiệp thành phần quan trọng môi trƣờng tự nhiên, định tồn phát triển xã hội loài ngƣời + Những điều kỳ lạ nƣớc  Có khả hấp thụ nhiều nhiệt lƣợng nóng lên toả lạnh Nhờ đặc tính mà tất sơng suối, ao hồ không bị sôi sục lên dƣới ánh nắng mặt trời chói chang mùa hè trì đƣợc mầm sống trái đất  Khi bốc nƣớc lại cần nhiệt lƣợng nhiều so với tất loại khoáng chất khác nhờ đặc tính mà nhiều nguồn nƣớc khơng bị cạn kiệt trì sống nƣớc, mùa đông nhƣ mùa hè, vùng nhiệt đới nhƣ vùng cực địa  Khác với chất lỏng khác, đông đặc nƣớc nở ra, thể tích tăng khoảng 9% so với thể tích ban đầu Chính nhờ đặc tính mà nƣớc đóng băng lại lên mặt nƣớc khơng chìm xuống đáy mang theo oxy cần thiết cho sinh vật nƣớc  Nƣớc có sức căng mặt ngồi lớn, nhờ nƣớc có tính mao dẫn mạnh, khiến cho cỏ có khả hút nƣớc từ dƣới tầng đất lên tới tận  Nƣớc hồ tan đƣợc nhiều chất, hồ tan muối khống để cung hồ tan oxy cần thiết cho trao đổi chất cấp dinh dƣỡng cho câyNước cỏ thể động vật Tất tính chất kỳ lạ nƣớc làm cho nƣớc trở thành vật chất gắn bó nhiều với sống ngƣời, đƣợc sử dụng rộng rãi lĩnh vực, đồng thời chịu tác động mạnh mẽ ngƣời trình khai thác sử dụng 1.2 Đặc điểm tài nguyên nƣớc Việt nam + Các đặc điểm chung tài nguyên nƣớc - Tài nguyên nƣớc có hạn định nhƣng tuần hoàn tự nhiên - Tài nguyên nƣớc phân bố không theo không gian thời gian - Tài ngun nƣớc có tính chất mặt: lợi hại - Tài ngun nƣớc mơi trƣờng hịa tan lan truyền chất ô nhiễm - Tài nguyên nƣớc vận động theo lƣu vực - Tài nguyên nƣớc tài nguyên tái tạo - Tài nguyên nƣớc mang tính văn hóa tâm linh sâu sắc Hình 1: Chu trình tồn hồn nƣớc tự nhiên 1.3 Lƣu vực phƣơng pháp xác định ranh giới lƣu vực + Định nghĩa: - Lƣu vực toàn diện tích mƣa rơi xuống tạo thành dịng chảy bề mặt ngầm chảy vào hệ thống sông định cuối tiêu vùng cuối hệ thống sơng - Đƣờng phân thủy: đƣờng phân chia dòng chảy lƣu vực hay gọi ranh giới lƣu vực - Đƣờng tụ thủy: nơi tập trung dòng chảy chẳng hạn nhƣ sông, suối, ao hồ + Phƣơng pháp xác định ranh giới lƣu vực: - Tài liệu: sử dụng đồ địa hình có lớp thơng tin bình độ, sông suối, điểm độ cao lớn đỉnh núi, đồi - Các bƣớc: o Bƣớc 1: Đánh dấu điểm thoát nƣớc vẽ lại hệ thống sông cần xác định ranh giới lƣu vực bút màu đồ o Bƣớc 2: Xác định đánh dấu điểm độ cao lớn hệ thống cần xác định ranh giới với hệ thống sông khác o Bƣớc 3: Nối đƣờng thẳng từ điểm thoát nƣớc đến điểm độ cao lớn xác định nằm gần vng góc với đƣờng bình độ quay khép kín lại điểm nƣớc ban đầu Đó ranh giới lƣu vực 1.4 Các dạng tài nguyên nƣớc 1.4.1 Tài nguyên nƣớc mặt a Định nghĩa: nƣớc mƣa rơi xuống tạo thành dòng chảy bề mặt sông suối, ao hồ, đại dƣơng b Các đại lƣợng đánh giá - Lƣu lƣợng dòng chảy Q (m3/s): lƣợng nƣớc chảy qua mặt cắt đơn vị thời gian - Tổng lƣợng dòng chảy W(m3): tổng lƣợng nƣớc chảy mặt cắt khoảng thời gian Để biết đƣợc quy luật vận động dòng chảy ngƣời ta quan trắc dòng chảy theo thời gian vẽ thành biểu đồ đƣờng trình lƣu lƣợng theo thời gian nhƣ đƣờng q trình lƣu lƣợng mùa khơ, mùa mƣa, nhiều năm c Tài nguyên nƣớc Việt nam Tài nguyên nƣớc mặt (dịng chảy sơng ngịi) vùng lãnh thổ hay quốc gia tổng lƣợng dòng chảy sơng ngịi từ ngồi vùng chảy vào lƣợng dòng chảy đƣợc sinh vùng (dòng chảy nội địa)  Tổng lƣợng dịng chảy sơng ngịi trung bình hàng năm nƣớc ta khoảng 847 km3, tổng lƣợng ngồi vùng chảy vào 507 km3 chiếm 60% dòng chảy nội địa 340 km3, chiếm 40%  Chiếm khoảng 2% tổng lƣợng dòng chảy sơng giới, diện tích đất liền nƣớc ta chiếm khoảng 1,35% giới  Tổng lƣợng dịng chảy năm sơng Mê Kông khoảng 500 km3, chiếm tới 59% tổng lƣợng dịng chảy năm sơng nƣớc, sau đến hệ thống sơng Hồng 126,5 km3 (14,9%), hệ thống sông Đồng Nai 36,3 km3 (4,3%), sông Mã, Cả, Thu Bồn có tổng lƣợng dịng chảy xấp xỉ nhau, khoảng dƣới 20 km3 (2,3 - 2,6%), hệ thống sơng Kỳ Cùng, Thái Bình sơng Ba xấp xỉ nhau, khoảng km3 (1%), sông lại 94,5 km3 (11,1%)  Phần lớn nƣớc sơng (khoảng 60%) lại đƣợc hình thành phần lƣu vực nằm nƣớc ngồi, hệ thống sơng Mê Kông chiếm nhiều (447 km3, 88%) Nếu xét thành phần lƣợng nƣớc sơng đƣợc hình thành lãnh thổ nƣớc ta, hệ thống sơng Hồng có tổng lƣợng dòng chảy lớn (81,3 km3) chiếm 23,9%, sau đến hệ thống sơng Mê Kơng (53 km3, 15,6%), hệ thống sông Đồng Nai (32,8 km3, 9,6%) Những thách thức tƣơng lai  Sự gia tăng dân số phát triển kinh tế xã hội kỷ 21 làm gia tăng mạnh nhu cầu dùng nƣớc đồng thời tác động mạnh mẽ đến tài nguyên nƣớc Tài nguyên nƣớc (xét lƣợng chất) liệu có đảm bảo cho phát triển bền vững kinh tế xã hội tƣơng lai nƣớc ta hay không? Sự gia tăng dân số kéo theo gia tăng nhu cầu nƣớc cho ăn uống lƣợng nƣớc cần dùng cho sản xuất Đồng thời, tác động ngƣời đến mơi trƣờng tự nhiên nói chung tài nguyên nƣớc nói riêng ngày mạnh mẽ, dẫn đến hậu nghiêm trọng  Ở nƣớc ta, mức bảo đảm nƣớc trung bình cho ngƣời năm từ 12.800 m3/ngƣời vào năm 1990, giảm cịn 10.900 m3/ngƣời vào năm 2000 có khả khoảng 8500 m3/ngƣời vào khoảng năm 2020 Tuy mức bảo đảm nƣớc nói nƣớc ta lớn 2,7 lần so với Châu Á (3970 m3/ngƣời) 1,4 lần so với giới (7650 m3/ngƣời), nhƣng nguồn nƣớc lại phân bố không vùng  Hơn nữa, nguồn nƣớc sông tự nhiên mùa cạn lại nhỏ chiếm khoảng 10 - 40% tổng lƣợng nƣớc toàn năm, chí bị cạn kiệt nhiễm, nên mức bảo đảm nƣớc mùa cạn nhỏ nhiều so với mức bảo đảm nƣớc trung bình tồn năm 1.4.2 Tài nguyên nƣớc ngầm Nƣớc ngầm nƣớc mƣa rơi xuống thấm vào đất đọng lại tầng đất khơng thấm nƣớc thứ tạo thành dịng chảy khơng áp nƣớc nằm tầng đất không thấm trình kiến tạo lớp võ trái đất tạo thành dịng chảy có áp Bên cạnh vấn đề sụt giảm trữ lƣợng nƣớc ngầm, Việt nam phải đối mặt với tình trạng nhiễm nguồn nƣớc ngầm Theo Chi cục Bảo vệ môi trƣờng thành phố Hồ Chí Minh, kết quan trắc độ PH nuớc ngầm thành phố năm 2008 thấp dƣới mức tiêu chuẩn Kết quan trắc cho thấy số lƣợng nhiều hoá chất độc hại nƣớc ngầm nhƣ nitrat, amoniac asen tăng đáng kể Ở Hà Nội, mức độ nhiễm amoniac số nơi vƣợt mức cho phép 20 đến 30 lần Nhiều nơi ô nhiễm asen cao 40 lần cho phép Nguyên nhân việc ô nhiễm nƣớc ngầm việc khoan xây dựng nhiều, với việc khoan giếng bảo vệ giếng nƣớc không hợp lý sau khoan 1.4.3 Tài nguyên nƣớc đất a Các loại nước đất - Hơi nước: Đây loại nƣớc có khơng khí khe rỗng đất, thuận lợi cho hoạt động vi sinh vật rễ Hơi nƣớc đất chuyển động từ nơi có áp lực cao xuống nơi có áp lực thấp Ap lực phụ thuộc vào độ ẩm tuyệt đối nhiệt độ nứơc Hơi nƣớc đọng lại thành khe rỗng chuyển động từ đất ngồi khơng khí Sự chuyển động nguyên nhân chủ yếu để hình thành bốc mặt đất - Nước liên kết hoá học: loại nước liên kết chặt chẽ với hạt đất khơng trực tiếp tham gia vào q trình biến đổi vật lý đất Nếu đốt nóng mẫu đất đến nhiệt độ từ 100 - 1100C sau thời gian nƣớc đất bốc gần hết, lúc đất có trọng lƣợng tƣơng đối ổn định gọi trọng lƣợng đất khô tuyệt đối Nhƣng đốt nóng mẫu đất nhiệt độ cao 1100C sau thời gian trọng lƣợng đất tiếp tục giảm cịn lƣợng nƣớc tiếp tục bốc bốc hết đốt nóng đến 500 0C Nhƣ vậy, loại nƣớc bốc nhiệt độ 1000C gọi nƣớc liên kết hoá học Loại nƣớc số trƣờng hợp đạt đến 5-7 % trọng lƣợng đất khô Đối với trồng loại nƣớc không sử dung đƣợc nên tính độ ẩm đất ngƣời ta thƣờng khơng tính đến loại nƣớc - Nước liên kết lý học: loại nước giữ lại đất nhờ lực phân tử bốc 1000C Nước liên kết lý học chia làm loại nước dính nước màng + Nước dính: loại nước dính chặt vào mặt hạt đất thành lớp, thường có chiều dày từ - 10 lớp phân tử nước Loại nƣớc đƣợc tạo thành đất nƣớc bị đất hút từ không khí vào ngƣng đọng lại Khi độ ẩm khơng khí độ ẩm bảo hồ đất có điều kiên hút nƣớc tối đa tính chất đƣợc đặc trƣng hệ số dính nƣớc đất Lƣợng nƣớc dính tối đa đất đạt tới số - 8% trọng lƣợng đất khô Khi lƣợng nƣớc ngậm đất lần lƣợng nƣớc dính bắt đầu thiếu nƣớc, rễ khó hút nƣớc lên hạn chế phát triển Do giới hạn tối thiểu nƣớc ngậm phải lần lƣợng nƣớc dính tối đa + Nước màng: đạt đến lƣợng nƣớc dính tối đa, tiếp tục cung cấp nƣớc cho đất màng nƣớc xung quanh hạt đất tiếp tục tăng lên hình thành nên loại nƣớc màng Như vậy, nước màng loại nước bao bọc phía ngồi nước dính tối đa, có chiều dày gấp - lần chiều dày lớp nước dính Nƣớc màng có tỷ trọng lớn có độ nhớt cao, hấp thụ nƣớc màng khó khăn Nếu nƣớc đất nƣớc màng bị héo - Nước tự do: A.V Trôfunmôp định nghĩa nước tự sau: “ tất loại nước chứa đất với hàm lượng vượt lượng trữ nước phân tử tối đa ( nước màng) không chịu tác dụng lực phân tử hạt đất, tất loại nước gọi nước tự do” Sau hình thành nƣớc màng, tiếp tục cung cấp thêm nƣớc cho đất góc nhọn khẻ hỏng chứa đầy nƣớc hình thành mặt nƣớc cong, đƣợc gọi nƣớc goC Sau hình thành nƣớc góc tiếp tục cung cấp thêm nƣớc cho đất mặt nƣớc cong góc ngày mở rộng tiếp xúc với lúc đƣợc gọi nƣớc mao quản ống Tuy nhiên hạt đất cịn có kẻ hổng hình ống chƣa chứa đầy nƣớc Nếu kẻ hổng tiếp xúc với mặt nƣới tự nƣớc chuyển động lên kẻ hổng nhƣ ống mao quản nƣớc gọi nƣớc mao quản Hình 2: Các loại nƣớc đất Nước mao quản có hai loại: + Nước mao quản leo: nước mao quản chuyển động từ lên, chuyển động phụ thuộc vào lực căng mặt nước Chiều cao leo tối đa phụ vào loại đất, thành phần giới, độ rỗng, thành phần nồng độ muối đất Ví dụ: tăng nồng độ NaCl, NaCO3 Na2SO4 cho nƣớc leo hmax giảm xuống, nhƣng tăng Ca(HCO)2, CaSO4 hmax tăng lên Chiều cao leo nƣớc mao quản loại đất tham khảo qua bảng sau: Bảng 1: Chiều cao leo nước mao Loại đất Loại đất hmax (cm) hmax (cm) Đất sét 200 - 400 Đất cát 50 - 100 Thịt pha cát 150 - 300 Đất bùn 120 - 150 Cát pha 100 - 150 Đất mặn 120 - Nước mao quản treo: mưa hay tưới nước, nước chứa đầy ống mao quản, không tiếp giáp với nước ngầm, mà nước giữ lại sức căng mặt gọi nước mao quản treo - Nước trọng lực: nước mà khe hổng đầy nước, cung cấp thêm nước chuyển động nước chịu tác dụng trọng lực b Ảnh hƣởng nƣớc tƣới đến đất đai trồng + Ảnh hƣởng tƣới nƣớc đến đất đai Tƣới nƣớc làm thay đổi phƣơng hƣớng trình biến đổi đất đai Anh hƣởng tƣới đất biểu nhiều mặt: làm thay đổi lý tính, làm thay đổi trình hố học, sinh vật học đất, q trình phá huỷ tích lũy chất hửu Sự thay đổi lý tính biểu trƣớc hết chổ làm thay đổi kích thƣớc cấp hạt đất Theo B.O.Ghienco tƣới nƣớc làm giảm cấp cấp hạt có kích thƣớc -1mm làm tăng cấp hạt có kích thƣớc bé lớp đất -20cm Do mà dung trọng đất tăng lên, độ rỗng tính thấm nƣớc đất giảm xuống, tầng đất mặt Với loại trồng khác nhau, dƣới ảnh hƣởng tƣới nƣớc, cấp hạt đất thay đổi khác Tƣới nƣớc với độ ẩm đất 50- 60% độ ẩm tối đa sức liên kết, sức dính hút hạt đất nằm giới hạn thích hợp cho việc làm đất giới Tƣới nƣớc dẫn đến hình thành lớp đất chặt tầng đất sâu q trình rửa trơi keo đất theo trọng lực Sự rửa trôi kéo theo hợp chất cacbonat Ca, Mg, SiO chúng tích tụ lại độ sâu định tuỳ theo tính chất đất: - Đất nặng lớp đất chặt hình thành độ sâu 0,45 đến 1,2m - Đất nhẹ lớp đất chặt hình thành độ sâu 1,2 đến 3,0m Khi tƣới nƣớc có phù sa lý tính đất cịn bị thay đổi cấp hạt sét đƣợc dẫn vào ruộng Những cấp hạt sét đƣờng kính nhỏ 0,005 mm, cấp hạt sét đƣờng kính nhỏ 0,001mm có tác dụng làm tăng khả giữ nƣớc, sức dính hút, sức liên kết đất cát Ngƣợc lai, cấp hạt có kích thƣớc lớn lại có tác dụng làm tăng độ tơi xốp thống khí đất sét Vì cần thấy rõ đƣợc vai trị nƣớc tƣới tính chất đất khác để sử dụng nƣớc phù hợp với trình biến đổi lý học có lợi cho điều kiện dinh dƣỡng trồng độ phì đất Xác định đắn chế độ tƣới nƣớc điều kiện địa chất thuỷ văn, khí hậu thời tiết đất đai khác sở việc đảm bảo yêu cầu Tƣới nƣớc ảnh hƣởng đến chế độ nhiệt đất Do nhiệt dung nƣớc lớn nên tƣới nƣớc điều hồ nhiệt độ đất Về mùa nóng, đất có độ ẩm thích hợp, nhiệt độ đất thấp đất không đƣợc tƣới ngƣợc lại mùa rét nhiệt độ đất cao Tƣới nƣớc dẫn đến thay đổi mặt hố tính đất Trƣớc hết nƣớc mơi trƣờng để tiến hành phản ứng hố học xảy đất Nƣớc hồ tan chất dinh dƣỡng tích luỹ đất để cung cấp cho trồng Nƣớc làm giảm nồng độ dung dịch đất tạo điều kiện cho trồng hút thức ăn thuận lợi Nƣớc tƣới mang vào đất nhiều chất hịa tan, chất lơ lững có ích cho trồng, nứơc tƣới có phù sa Vì vậy, tƣới nƣớc làm tăng đƣợc chất dinh dƣỡng cho đất Nhƣng tƣới nƣớc khơng dẫn đến biến đổi có hại cho độ phì đất đai trồng Khi lƣợng nƣớc tƣới nhiều, nƣớc rửa trôi chất dinh dƣỡng xuống tầng sâu, làm mức nƣớc ngầm dâng cao tới lớp đất có rễ hoạt động, đất trở nên thiếu thống khí phát triển theo đƣờng lầy hố, tái mặn Tƣới q nhiều nƣớc, q trình phản nitrat hoá mạnh, tƣới tràn Dẫn đến tƣợng đạm tƣới nƣớc Lƣợng nƣớc thừa chảy xuống tầng đất sâu kéo theo đạm NO nguyên nhân đạm lớp đất mặt Nhƣng chất dinh dƣỡng bị rửa trơi theo dịng chảy Kali đất dạng dung dịch bón vào đất dƣới dạng muối nhanh chóng chuyển sang dạng kali tổng số Lân di động nhanh chóng bị đất hấp phụ Vì tƣới nƣớc chúng rửa trôi không đáng kể Tƣới nƣớc ảnh hƣởng đến hoat động sinh học đất Nói chung, độ ẩm đất thích hợp cho loại vi sinh vật hoạt động gần với giới hạn độ ẩm cần thiết cho trồng Ở độ ẩm héo hoạt động vi sinh vật bị đình trệ Độ ẩm 80- 95% sức chứa ẩm tối đa đồng ruộng giới hạn thích hợp cho nấm xạ khuẩn hoạt động Vi khuẩn phân giải Cellulose hoạt động mạnh giới hạn độ ẩm 85 -90% độ chứa ẩm tối đa Vi khuẩn nitrat hoá hoạt động mạnh giới hạn độ ẩm 60% bị đình trệ đất có độ chứa ẩm tối đa 10 E  (1   ).K I N (m3/ha) Trong đó: N: suất sinh vật học (tấn/ha) KI: hệ số bốc mặt (m3/tấn chất khô) : tỷ số lƣợng bốc khoảng trống lƣợng bốc mặt lá, thƣờng khoảng 0,2 - 0,5 c Xác định lượng nước cần theo lượng bốc khoảng trống Trong điều kiện phi khí hậu (đất đai, kỹ thuật canh tác, giống ) lƣợng nƣớc cần quan hệ chặt chẽ với lƣợng bốc mặt nƣớc tự (số liệu trạm khí tƣợng vùng) Lƣợng bốc mặt nƣớc tự lớn lƣợng nƣớc trồng cần cao ngƣợc lại Từ đó, Cacpôp đƣa đại lƣợng hệ số cần nƣớc  Hệ số cần nước  số cần nước trồng mặt nước tự bay đơn vị, không phụ thuộc vào tổng lƣợng bốc mặt nƣớc tự do, có nghĩa khơng phụ thuộc vào điều kiện thời tiết khí hậu Qua thực tế nghiên cứu lƣợng nƣớc cần E loại trồng điều kiện khí hậu có lƣợng bốc mặt nƣớc tự tƣơng ứng Eo Ta xác định đƣợc hệ số cần nƣớc  theo công thức:  E Eo Giá trị  coi nhƣ không phụ thuộc vào điều kiện khí hậu nên sử dụng để tìm hiểu lƣợng nƣớc cần loại trồng điều kiện khí hậu thay đổi nhƣng điều kiện phi khí hậu tƣơng tự Hệ số cần nƣớc  xác định theo thời kỳ sinh trƣởng khác trồng xác định chung cho trình sinh trƣởng d Xác định theo độ thiếu hụt bão hồ khơng khí Độ thiếu hụt bão hồ khơng khí chênh lệch sức trương nước bão hoà nhiệt độ cho sức trương nước khơng khí (D = E - e) Để xác định lƣợng nƣớc cần trồng, Anpachiep sử dụng hai đại lƣợng: thiếu hụt độ ẩm bão hoà khơng khí thời kỳ sinh trƣởng trồng hệ số đƣờng cong sinh học: E  K. D Trong đó: E: lƣợng nƣớc cần (mm) K: hệ số đƣờng cong sinh học D: tổng thiếu hụt bão hồ khơng khí (mmHg) Hệ số đường cong sinh học K xác định tỷ số lượng nước cần thực tế trồng lượng thiếu hụt độ ẩm bão hồ khơng khí thời gian e Xác định theo nhiệt độ khơng khí Theo Lơgốp, điều kiện đƣợc tƣới nƣớc, dự trữ độ ẩm tầng đất 1m không thấp 70% độ chứa ẩm tối đa, lƣợng nƣớc cần trồng suốt q trình 50 sinh trƣởng có quan hệ chặt chẽ với tổng nhiệt độ trung bình ngày đêm lƣợng bốc mặt nƣớc tự Vì vậy, tổng nhiệt độ trung bình ngày đêm lƣợng bốc mặt nƣớc tự thời kỳ sinh trƣởng sử dụng để tính tốn lƣợng nƣớc cần cho Dựa vào nghiên cứu thực nghiệm, Lơgơp đƣa cơng thức tính mối quan hệ lƣợng nƣớc cần nhiệt độ: E  e. t Trong đó: E: lƣợng nƣớc cần trình sinh trƣởng trồng (m 3/ha) t: tổng nhiệt độ trung bình ngày đêm thời gian sinh trƣởng e: hệ số nƣớc cần tƣơng ứng với 1oC (m3/1oC)(hệ số sinh lý) Hệ số sinh lý e xác định tỷ số lượng nước cần thực tế tổng nhiệt độ trung bình thời gian sinh trưởng trồng,e khác tuỳ loại trồng vùng khí hậu định f Xác định theo phương pháp Sarov - Công thức A Sarov I E=e  t + 4b E: lƣợng nƣớc cần (m3/ha)  t : Tổng nhiệt độ trung bình ngày trình sinh trƣởng e: số hao nƣớc trồng tăng lên 10C, lấy 2m3/10C, phụ thuộc vào trồng điều kiện khí hậu b: số ngày sinh trƣởng trồng (ngày) Đây cơng thức phản ánh xác lƣợng nƣớc cần trồng đƣợc áp dụng rộng rãi nhiều nƣớc giới - Công thức A Sarov II E = Kc t Kc: Hệ số cần nƣớc ứng với 10C phụ thuộc vào trồng khí hậu thơng qua thực nghiệm  t : Tổng nhiệt độ trung bình ngày thời kỳ sinh trƣởng trồng Công thức đƣợc áp dụng rộng rãi Việt Nam cho kết sát thực g Công thức D.A Stoiko Các công thức cho kết gần sát với thực tế Việt Nam Phần lớn công thức thuộc loại đƣợc FAO giới thiệu sử dụng đƣợc áp dụng rộng rãi nhiều nơi giới Các công thức nêu quan hệ lƣợng nƣớc cần với yếu tố khí hậu quan trọng nhiệt độ, độ ẩm yếu tố trồng qua hệ số hiệu chỉnh Kc a EI = Kc  t ( 0,1tc ) (m3/ha) 100 a EII = Kc  t ( 0,1tc + ) (m3/ha) 100 Cơng thức I dùng để tính cho trồng thời kỳ đầu Tính từ lúc gieo mọc đến trƣớc khép tán 51 Cơng thức II dùng để tính cho trồng thời kỳ sau, tính từ lúc khép tán đến thu hoạch  t : Tổng nhiệt độ trung bình ngày thời kỳ sinh trƣởng trồng tc: Nhiệt độ trung bình nhiều ngày thời kỳ tính tốn a : độ ẩm khơng khí trung bình nhiều ngày thời kỳ tính tốn 100 Kc: Hệ số trồng Kc= 1,12 lúa đông xuân Kc= 1,02 lúa Hè Thu Kc= 0,75-0,85 đậu tƣơng xuân Kc= 0,85 – 0,95 ngô h Công thức Thorthwaite 10t E = 16 Kc ( )a (mm) I n 12 I =  In : số nhiệt năm tính tốn i 1 In = ( t )1,514: số nhiệt tháng tính tốn, với t nhiệt độ bình qn tháng Kc: hệ số trồng Kc= 1,08 – 1,2 lúa xuân Kc= 0,8 – 1,2 lúa Hè Thu Kc= 1,0 – 1,1 trồng cạn a: Hệ số phụ thuộc vào nhiệt độ trung bình năm I a = x3 – x2 = 2x + 0,5 I > 80 1,6 + 0,5 I < 80 100 I x = 8,8I 1000 Cơng thức Thorthwaite có xét tới yếu tố khí hậu trồng, nên đƣợc áp dụng rộng rãi nhiều nƣớc giới Việt Nam h Công thức Blaney – Criddle Công thức đƣợc áp dụng rộng rãi, có độ xác tin cậy cao, đƣợc FAO giới thiệu tài liệu phổ biến kiến thức, công thức cải tiến có dạng: E = KcET0 ET0 = φ (f, HRmin, n/N, U2) Trong đó: f: nhân tố tiêu hao nƣớc f = P (0,46t + 8,13) với P tỷ số độ dài ngày đƣợc chiếu sáng trung bình thời đoạn xem xét tổng số độ dài ngày đƣợc chiếu sáng năm Trị số P phụ thuộc vào thời gian (tháng) năm vĩ độ t: nhiệt độ trung bình a= 52 HRmin: độ ẩm tƣơng đối tối thiểu, tính toán thƣờng lấy theo cấp, thấp HRmin 50% Tỷ số n/N: tham số phản ánh xạ mặt trời Với n số nắng thực tế hàng ngày, N: số nắng thiên văn ngày phụ thuộc vào tháng vĩ độ U2: tốc độ gió chiều cao 2m, tính toán ET0 , U2 đƣợc phân thành cấp: - Gió nhẹ: U2 < 2m/s ( 8m/s ( >700km/ngày) Blaney – Creddle thành lập biểu đồ để tính ET theo (f, n/N, U2, HRmin) vào để tra trị số ET0 Mặt khác để đơn giản cho việc tính tốn ta lập trình máy tính để tính ET0 theo biểu thức sau: ET0 = a + b.p (0,46t + 8,13) (mm/ngày) Kc: hệ số sinh lý trồng, phụ thuộc vào loại trồng, thời gian sinh trƣởng số yếu tố khí hậu quan trọng nhƣ độ ẩm, tốc độ gió, nhiệt độ k Cơng thức xạ (Radiantion) Công thức xác định lƣợng nƣớc cần E theo lƣợng xạ công thức tin cậy có độ xác cao E = KcET0 ET0 = C (W, Rs) (mm/ngày) Trong đó: ET0: lƣợng bốc mặt (mm/ngày) Rs: lƣợng xạ mặt trời tính tƣơng đƣơng bốc (mm/ngày) W: yếu tố trọng lƣợng phụ thuộc vào nhiệt độ cao độ C: hệ số hiệu chỉnh phụ thuộc vào điều kiện ẩm độ tốc độ gió Kc: hệ số trồng l Công thức Penman Đây công thức cho kết xác cao, sát thực tế xác định lƣợng nƣớc cần có quan hệ với yếu tố khí hậu nhƣ nhiệt độ, xạ, tốc độ gió, độ ẩm trồng Cơng thức đƣợc FAO giới thiệu áp dụng cho vùng canh tác khác cho kết tốt, nhiên yêu cầu phải có đầy đủ tài liệu, trình tính tốn phức tạp, khối lƣợng tính tốn lớn Cơng thức Penman cải tiên có dạng: E = KcET0 ET0 = C.W.Rn + (1- W) f(u) (ea – ed) (mm/ngày) Trong C: hệ số hiệu chỉnh bù trừ tốc độ gió ban ngày ban đêm nhƣ thay đổi xạ mặt trời W: hệ số hiệu chỉnh phụ thuộc vào nhiệt độ vĩ độ Rn: xạ tính tƣơng đƣơng bốc (mm/ngày) Rn = Rns – Rnl Với Rns xạ mặt trời đƣợc giữ lại sau phản xạ mặt ruộng: Rns= (1- α).Rs Theo FAO trị số α = 0,25, trị số Rn xạ mặt trời 53 n ).Ra N Ra: xạ mặt trời ngồi khí quyển, phụ thuộc vào vĩ độ thời gian năm Rnl: xạ đƣợc tỏa lƣợng hút ban đầu Rnl = f(t).f(ed).f(n/N) f(t): hàm hiệu chỉnh ảnh hƣởng nhiệt độ xạ sóng dài f(n/N): hàm hiệu chỉnh hiệu chiếu sáng mặt trời thực tế với chiếu sáng mặt trời lớn xạ sóng dài Trị số f(n/N) tính theo biểu thức sau: n f(n/N) = 0,1 + 0,9 N f(ed): hàm hiệu chỉnh hiệu áp suất thực tế với xạ sóng dài Trị số f(ed) tính theo biểu thức sau: 1Rn= (0,25 – 0,5 f(ed) = 0,34 – 0,44 ed f(u): hàm quan hệ với tốc độ gió f(u) = 0,35(1 + 0,54v) v: tốc độ gió trung bình độ cao 2m (m/s) ea- ed : hiệu số áp suất nƣớc bảo hịa nhiệt độ khơng khí trung bình áp suất nƣớc thực tế trung bình khơng khí ea: hàm số quan hệ với nhiệt độ ed: đƣợc xác định theo công thức ed = ea Hr 100 Hr: độ ẩm khơng khí trung bình (%) 3.2 Chế độ tƣới cho trồng 3.2.1 Nội dung chế độ tƣới cho trồng 3.2.1.1 Khái niệm chung Để đảm bảo cho trồng đạt suất cao, cần phải giải mâu thuẩn nhu cầu trồng khả cung cấp đất đai điêu kiện sinh sống cần thiết, nƣớc chất dinh dƣỡng Mâu thuẩn điều kiện tự nhiên định, cần có biện pháp kỹ thuật nơng nghiệp thuỷ lợi thích ứng Nhƣng thực tế điều chỉnh chế độ nƣớc đất cách tƣới nƣớc tiêu nƣớc biện pháp có ý nghĩa quan trọng bậc để sở phát huy đƣợc tác dụng biện pháp kỹ thuật khác Chế độ tƣới trồng bao gồm việc xác định xác nội dung sau: tổng lƣợng nƣớc tƣới, thời gian tƣới, tiêu chuẩn tƣới số lần tƣới 3.2.1.2 Tổng lƣợng nƣớc tƣới Lượng nước cung cấp cho trồng suốt trình sinh trưởng, bổ sung vào lượng nước tự nhiên đất thiếu để đạt kế hoạch suất đó, gọi tổng lượng nước tưới Tổng lƣợng nƣớc tƣới cho trồng cạn đƣợc xác định theo công thức: M  E  10h  (W d  W c)  W n 54 đó: E: lƣợng nƣớc cần (m3/ha) h: lƣợng mƣa rơi thời kỳ sinh trƣởng (mm)  : hệ số sử dụng nƣớc mƣa, đất thấm nƣớc tốt lấy 0,8 - 0,9 đất thấm nƣớc lấy 0,4 - 0,7 Wd: lƣợng nƣớc dự trữ lớp đất tính tốn đầu thời kỳ sinh trƣởng (m 3/ha) Wc: lƣợng nƣớc dự trữ lớp đất tính toán cuối thời kỳ sinh trƣởng (m 3/ha) Wn: lƣợng nƣớc ngầm bổ sung cho lớp đất rễ hoạt động (m 3/ha) Lƣợng nƣớc ngầm bổ sung cho lớp đất rễ hoạt động thay đổi tuỳ theo độ sâu, động thái mực nƣớc ngầm tính chất vật lý nƣớc đất Lƣợng nƣớc dự trữ đất đầu cuối thời kỳ sinh trƣởng trồng đƣợc xác định theo công thức: W  100  d (c) d h đó: đđ(c): độ ẩm đất tính theo % trọng lƣợng đất khô kiệt d: dung trọng đất (tấn/m3) h: độ sâu lớp đất tính tốn (m) tính theo cơng thức: W  10 h A  A A: độ rỗng đất tính theo % thể tích đất đA: độ ẩm đất tính theo % độ rỗng đất h: độ sâu lớp đất (m) Trong điều kiện đƣợc tƣới, độ sâu lớp đất tƣới xác định tùy theo phân bố rễ trồng, thƣờng lấy độ sâu phân bố 90% hệ rễ 3.2.1.3 Tiêu chuẩn tƣới Lượng nước tưới cho trồng lần đơn vị diện tích gọi tiêu chuẩn tưới Tiêu chuẩn tƣới phụ thuộc vào độ ẩm đất thời kỳ sinh trƣởng điều kiện thời tiết khí hậu Đất trƣớc tƣới có dự trữ độ ẩm thấp tiêu chuẩn tƣới lớn ngƣợc lại, dự trữ độ ẩm cao tiêu chuẩn tƣới bé Giới hạn tối đa tiêu chuẩn tƣới đƣợc tính theo cơng thức: m = 100 d h (βmax- β0) (m3/ha) đó: βmax: độ chứa ẩm tối đa đất tính theo % trọng lƣợng đất khô kiệt β0: độ ẩm đất trƣớc tƣới tính theo % trọng lƣợng đất khơ kiệt d: dung trọng đất , tấn/m3 h: độ sâu lớp đất tƣới, m Tiêu chuẩn tƣới phụ thuộc vào phƣơng pháp tƣới: tƣới mƣa nhân tạo tiêu chuẩn tƣới tƣới rãnh tƣới dải Tiêu chuẩn tƣới đƣợc sử dụng trƣờng hợp tƣới để cải thiện điều kiện tiểu khí hâụ đồng ruộng, làm giảm nhiệt độ nâng cao độ ẩm không khí 3.2.1.4 Thời gian tƣới 55 Mỗi loại trồng qua thời kỳ sinh trƣởng yêu cầu giới hạn độ ẩm thích hợp để thoả mãn nhu cầu nƣớc chúng điều kiện ngoại cảnh định Khi điều kiện tự nhiên không đảm bảo yêu cầu phải dùng biện pháp tƣới nhân tạo để bổ sung thêm lƣợng nƣớc cần thiết Do đo, xác định đắn thời gian tƣới có ý nghĩa to lớn toàn chế độ tƣới hợp lý yếu tố quan trọng sinh trƣởng suất trồng Để xác định thời gian tƣới ngƣời ta sử dụng phƣơng pháp sau: a Tưới theo độ ẩm đất Phƣơng pháp dựa sở xác định giới hạn độ ẩm đất thích hợp qua thời kỳ sinh trƣởng, theo dõi định kỳ độ ẩm đất Nếu độ ẩm đất giảm xuống dƣới mức thích hợp cho thời kỳ sinh trƣởng lúc cần tƣới Cơ sở khoa học phƣơng pháp hút nƣớc từ đất nên cần dựa vào khả giữ ẩm đất để dự tính lƣợng nƣớc sử dụng đƣợc Tuy nhiên phƣơng pháp có nhƣợc điểm: chƣa ý đến trạng thái yêu cầu nƣớc thân trồng điều kiện ngoại cảnh khác Khi đất bón nhiều phân có có nồng độ dung dịch cao, đất có đủ độ ẩm thích hợp nhƣng khả cung cấp nƣớc cho trồng bị hạn chế Mặt khác, loại đất, khả dự trữ độ ẩm cung cấp lƣợng nƣớc cho trồng thay đổi theo tính chất vật lý chúng, nên giới hạn độ ẩm thích hợp biến đổi, nhiều gây khó khăn cho việc xác định giới hạn điều kiện khác b Tưới theo giai đoạn phát triển trồng ( phương pháp khí hậu sinh học hay lý sinh) Trong điều kiện khí hậu khác nhau, độ ẩm đất tự nhiên thỏa mãn đƣợc nhu cầu nƣớc giới hạn định, giai đoạn trồng đƣợc cung cấp đầy đủ nƣớc nhƣng giai đoạn khác, trồng lại thiếu nƣớc cung cấp đất tự nhiên phụ thuộc vào vùng khí hậu khác Trên sở thời vụ trồng xác định nắm vững điều kiện khí hậu vùng, qua thực tế thí nghiệm loại trồng, tìm đƣợc thời gian cần phải tƣới, số lần cần phải tƣới qua giai đoạn phát triển trồng Do chi phối điều kiện khí hậu vùng khác nhau, loại trồng mà chế độ tƣới thời gian tƣới không giống mà vùng khí hậu, hiệu việc xác định thời gian tƣới theo giai đoạn phát triển trồng dẫn đến suất khác qua năm Phƣơng pháp có ƣu điểm dễ dàng sử dụng, phổ biến rộng rãi vùng điều kiện khí hậu Nhƣng có khuyết điểm chƣa ý đến độ ẩm đất tình trạng trồng trƣớc tƣới Nếu yếu tố khí hậu thay đổi so với quy luật xuất hiệu phƣơng paáp bị hạn chế c Phương pháp xác định thời gian tưới theo hình thái bên ngồi Xuất phát từ cơng trình nghiên cứu mối liên hệ quang hợp mức độ cung cấp nƣớc khác nhau, nƣớc động thái tăng trƣởng Nhiều nhà sinh lý sâu vào nghiên cứu phƣơng pháp đơn giản để tìm hiểu cần nƣớc cho 56 trồng với hy vọng chẩn đoán đƣợc thời gian tƣới nƣớc dúng đắn đƣợc gọi phƣơng pháp hình thái học Nhiều kết nghiên cứu xác định trình sinh trƣởng tiến hành mạnh mẽ quan tế bào bão hòa nƣớc điều xãy đất có độ ẩm 80 - 100% Do lƣợng nƣớc có quan hệ trực tiếp đến hoạt động sinh lý, sinh hóa cần thiết cho sinh trƣởng Vì biểu mức độ sinh trƣởng khác cuả trồng đồng ruộng có quan hệ với nhu cầu nƣớc chúng Do đó, dùng tiêu hình thái bên ngồi nhƣ: động thái tăng trƣởng chiều cao, động thái thân chính, màu sắc để chẩn đốn thời gian cần tƣới Để áp dụng phƣơng pháp này, cần tìm hiểu mối quan hệ động thái sinh trƣởng độ ẩm đất thích hợp để xác định chúng Khi xác định đƣợc mối quan hệ độ ẩm đất động thái sinh trƣởng trồng qua tiêu trên, sử dụng chúng để chẩn đốn thời gian tƣới mà khơng cần quan trắc yếu tố khác Phƣơng pháp khơng địi hỏi phải có dụng cụ quan sát phức tạp nên dễ áp dụng Tuy nhiên, khơng thể kịp thời phát đƣợc thiếu nƣớc Khi thiếu nƣớc biểu bên ngồi mức độ định gây ảnh hƣởng đến sinh trƣởng, phát triển suất trồng d Phương pháp sinh lý Các tiêu sinh lý nhƣ nồng độ dịch bào, sức hút nƣớc phản ánh nhạy bén đáng tin cậy nhu cầu nƣớc trồng Vì vậy, điều kiện đất đai, khí hậu canh tác khác tiêu có liên hệ trực tiếp với chế độ nƣớc sử dụng chúng để chẩn đốn thời gian cần tƣới nƣớc Trên sở biện pháp kỹ thuật tác động thích hợp, cần xác định đƣợc trị số giới hạn tiêu thời kỳ sinh trƣởng điều kiện trồng cho suất cao nhất, để làm sở cho việc so sánh với giá trị tiêu quan sát trồng đồng ruộng đƣợc tƣới nƣớc Nếu thời kỳ đó, quan sát thấy tiêu đồng ruộng đến vƣợt trị số giới hạn xác định chứng tỏ hồn cảnh trồng thiếu nƣớc yêu cầu cần phải tƣới Phƣơng pháp tiếp tục nghiên cứu hồn thiện để sử dụng rộng rãi sản xuất 3.2.1.5 Số lần tƣới Số lần tƣới trình sinh trƣởng trồng thay đổi tuỳ theo điều kiện khí hậu vùng thời tiết mùa vụ Những năm khơ hạn, mƣa số lần tƣới cần nhiều ngƣợc lại năm ẩm ƣớt, đô ẩm đất lớn số lần tƣới giảm Tuy vậy, điều kiện định, hiệu tƣới nƣớc phụ thuộc vào số lần tƣới - Số lần tƣới nhiều không hẳn nâng cao đƣợc suất trồng mà hiệu sử dụng nƣớc thấp, hao phí nƣớc nhiều so với tƣới lần - Nƣớc tƣới phát huy đƣợc tác dụng trồng sở có cung cấp đồng thời cân đối yếu tố khác, dinh dƣỡng 57 - Hiệu nƣớc tƣới phụ thuộc vào nhu cầu sinh lý nƣớc qua thời kỳ dinh dƣỡng Do lần tƣới thời kỳ khủng hoảng nƣớc có tác dụng lớn đến sinh trƣởng suất trồng lần tƣới khác Ví dụ: điều kiện khô hạn, tƣới nƣớc thời kỳ lúa trổ cho suất cao nhiều so với không tƣới Trên sở điều kiện thời tiết khí hậu vùng, vụ đặc điểm sinh lý loại trồng để xác định số lần tƣới thích hợp đáp ứng đƣợc nhu cầu sinh lý nƣớc 3.2.1.6 Hệ số tƣới thiết kế q (l/s/ha) Lƣợng nƣớc cung cấp cho trồng đơn vị thời gian có nhu cầu tƣới lớn đơn vị diện tích đƣợc gọi lƣu lƣợng tƣới đặc trƣng Kí hiệu: q(l/s/ha) hay (m3/s/ha) Công thức xác định là: max q  m 6, 4.t Ta có: Qtk= qtk.S 3.2.1.7 Chu kỳ tƣới Chu kỳ tƣới khoảng thời gian cần thiết hai lần tƣới Chu kỳ tƣới dài hay ngắn phụ thuộc vào điều kiện thời tiết, khí hậu vùng Cơng thức tính:   m E  : chu kỳ tƣới (ngày) m: tiêu chuẩn tƣới (mm) E: lƣợng nƣớc bốc mặt khoảng trống (mm/ngày) 3.2.1.8 Xác định chế độ tƣới trồng theo phƣơng pháp cân nƣớc đất Phương pháp cân nước đất phương pháp tính tốn lượng nước tự nhiên có khả cung cấp cho đất trồng lượng nước bị tiêu hao từ đất trình sinh trưởng trồng a Đối với trồng cạn * Tổng lượng nước tưới - Tổng lƣợng nƣớc tƣới = lƣợng nƣớc cần phải cung cấp cho trồng - lƣợng nƣớc trồng lợi dụng đƣợc + Lƣợng nƣớc cần phải cung cấp cho trồng: M = Er + W c Trong đó: Er: Lƣợng nƣớc cần trồng Wc: lƣợng nƣớc cần thiết phải trì ruộng sau thu hoạch + Lƣợng nƣớc lợi dung đƣợc trình sinh trƣởng: h0+ Wđ+Wn đó: h0: lƣợng mƣa hữu ích h  10..h  (1  )h 58  : hệ số sử dụng nƣớc mƣa h: lƣợng mƣa thời kỳ sinh trƣởng (mm)  : hệ số dòng chảy Wđ: lƣợng nƣớc có sẳn đất lúc gieo trồng (m3/ha) W d  10AH A: độ xốp đất ( tính theo % thể tích đất) H: chiều sâu tầng đất tƣới (mm)  : độ ẩm ban đầu đất tƣới ( tính theo % độ xốp) Wn: lƣợng nƣớc nƣớc mạch cung cấp mao dẫn ( theo Cốtchiacốp) nƣớc mạch sâu không 2,5m lấy khoảng 5- 25% E Nếu sâu 2,5m lấy 0,05E - Tiêu chuẩn tưới Mi  10AH(   ) (m /ha) max Trong đó: Mi: mức tƣới lần thứ i  : độ ẩm đất lớn thích hợp với trồng (tính theo % độ xốp)  : độ ẩm đất luc bắt đầu tƣới max b Đối với lúa nước - Tổng lượng nước nước tưới: M = Ma+Md (m3/ha) Trong đó: Ma: lƣợng nƣớc tƣới ngã ải ( kể từ bắt đầu đƣa nƣớc vào làm đất cấy) Md: lƣợng nƣớc tƣới dƣỡng lúa * Cách tính: + Ma: Ma  Ma1  Ma  Ma  Ma 10 đó: Ma1: lớp nƣớc trữ mặt ruộng cần thiết cho việc làm đất(m3/ha) Ma1= 10.a a: lớp nƣớc trữ mặt ruộng thời gian ngã ải (mm) Ma2: lƣợng bốc mặt nƣớc tự thời gian ngã ải(m 3/ha) Ma2= 10.e.t1 e: lƣợng bốc mặt nƣớc tự ngày đêm t1: thời gian ngã ải kể từ đƣa nƣớc vào ruộng đến cấy ( ngày đêm) Ma3: nƣớc làm bảo hoà tầng đất mặt ruộng (m3/ha) M 1 a3  10 k0 t b k0: hệ số ngấm hút bình quân đơn vị thời gian thứ (mm/ngày) Tb: thời gian ngấm hút (ngày)  : số ngấm hút đất Ngồi Ma3: xác định theo công thức 59 M a3  10.H.A(1   ) H: chiều dày tầng đất mực nƣớc ngầm cần bảo hoà nƣớc (m) A: độ rỗng đất tính theo % thể tích đất  : độ ẩm có sẵn đất tính theo % độ rỗng Ma4: lƣợng nƣớc ngấm ổn định thời gian làm ải (m3/ha) Ha Ma  10 KC H (ta  t b) đó: Kc: hệ số ngấm ổn định (mm/ngày) H: chiều dày tầng đất mực nƣớc ngầm tb : thời gian bảo hoà lớp đất mặt ruộng (ngày) t b  H A(1   )  1     k0   10  ha: lƣợng mƣa đƣợc sử dụng thời gian làm ải (m3/ha) + Md: lƣợng nƣớc cần đƣa vào ruộng từ cấy đến thu hoạch(m 3/ha) Md = Md1+ Md2+ Md3 + Md4 - 10  hd Trong đó: Md1: lƣợng nƣớc ngấm ổn định(m3/ha), đƣợc xác định theo công thức: Md1  10 ke H  H t i ti: thời gian tính tốn (ngày) ke: hệ số ngấm ổn định ruộng lúa H: chiều dày tầng đất mực nƣớc ngầm (m) ai: lớp nƣớc mặt ruộng cần phải giữ thời gian ti (m) Md2: lƣợng nƣớc bốc mặt ruộng thời gian ti(m3/ha) M d2  : hệ số Cácpop thời gian ti  10 i Eoi i E0i: tổng lƣợng bốc mặt thoáng tự thời gian t i (mm) Md3: lƣợng nƣớc nâng cao lớp nƣớc mặt ruộng thời gian ti(m3/ha) Md3=10( ai- ai-1) ai: lớp nƣớc mặt ruộng cần phải giữ thời gian ti (mm) ai-1: lớp nƣớc mặt ruộng giữ thời gian trƣớc (mm) Md4: lƣợng nƣớc thay thời gian ti (m3/ha) Thay nƣớc để nâng cao hạ thấp mực nƣớc ruộng, biện pháp để điều hoà lƣợng nhiệt độ lớp nƣớc ruộng làm giảm nồng độ chất khoáng lớp nƣớc ruộng Giả sử thời gian ti đó, lớp nƣớc mặt ruộng ai, nhiệt độ ruộng lúa C1, cần hạ nhiệt độ nƣớc xuống C2 nhiệt độ nƣớc thay vào C3 60 - Hình thức 1: giữ nguyên lớp nƣớc mặt ruộng ai, cho lƣợng nƣớc thay vào Md4, nhiệt độ nƣớc ruộng hạ xuống thành C2, sau tháo bớt nƣớc ruộng để trở mức tƣơng ứng nhiệt độ C2 Theo nguyên lý cân nhiệt ta viết phƣơng trình: Md4C2+ 10.ai.C2= 10.ai.C1 + Md4C3 Từ ta có: C C Md  10.ai  C2 C3 - Hình thức 2: tháo lớp nƣớc mặt ruộng xuống đến a0 để thêm lƣợng nƣớc nƣớc Md4 vào lớp nƣớc mặt ruộng nhƣng nhiệt độ ruộng lúa thấp C2 Trong trƣờng hợp phƣơng trình cân nhiệt đƣợc viết nhƣ sau: 10( - a0).C3+ 10a0.C1 = 10 ai.C2 Khi lƣợng nƣớc Md4 lớp nƣớc 10( - a0) nhƣ vậy: M d4  10 a i C1  C2 C C Nhiệt độ C1>C2 đại lƣợng C1- C3> C2- C3 nên hình thức thay nƣớc thứ tiết kiệm hình thức thay nƣớc thứ Việc thay nƣớc để giảm nồng độ nƣớc ruộng từ S1 xuống S2 nồng độ nƣớc thay S3 Khi lƣợng nƣớc thay là: S S M d  10  S1 S 10  hd: lƣợng mƣa sử dụng thời kỳ dƣỡng lúa 61 3.3 Kênh tƣới + Phân loại: Căn vào dòng chảy kênh ngƣời ta chia kênh tƣới thành loại - Kênh kín: kênh mà nƣơc chảy áp lực trạm bơm dịng chảy nhƣng có mặt nƣớc khơng trực tiếp với khí - Kênh hở kênh mà nƣớc chảy chêch lệch mặt nƣớc trực tiếp tiếp xúc với + Các yếu tố kỹ thuật mặt cắt kênh o Độ sâu ngập nƣớc h(m) o Chiều rộng đáy kênh b(m) o Hệ số mái m h m b - Diện tích mặt cắt ƣớt  (m2) Kênh hình thang:  = (b + mh)h - Chu vi mặt cắt ƣớt (m) Kênh hình thang:  = b + 2h (  m ) - Bán kính thủy lực R (m) =  /  + Xác định lƣu lƣợng dòng chảy kênh Q (m3/s) Theo định luật Darcy, Q đƣợc tính cơng thức sau: Q =  C R.i C = 1/n R1/6 n hệ số nhám lòng kênh i: độ dốc đáy kênh CÂU HỎI ƠN TẬP Câu 18: a Cơng thức tƣới tăng sản theo phƣơng pháp tƣới ngập tƣới ẩm gì? Cơng thức tƣới tăng sản có ý nghĩa điều khiển tƣới tiêu? b Mức tƣới lần gì? Vì thời kỳ sinh trƣởng mức tƣới lần giống nhau? Tính mức tƣới lần cho Ngơ, biết trồng đất thịt trung bình có dung trọng đất 0,9 tấn/m 3, chiều dài rễ 20cm, công thức tƣới tăng sản cho Ngô (55 – 75) 62 Câu 19: a Xác định mức tƣới tồn vụ cho Lúa có diện tích 300 ha, biết số liệu sau: Thời kỳ sinh trƣởng Số ngày Công thức Lƣợng mƣa Lƣợng bốc (ngày) tƣới tăng trung bình ngày mặt ruộng trung sản (mm) (mm/ngày) bình (mm/ngày) Cấy – Đẻ nhánh 30 30 – 70 Để nhánh - làm 12 đòng 30 – 75 Làm địng bơng trỗ 20 30 – 85 Trỗ bơng – chín 40 sữa 30 - 80 – Ngoài ra, hệ số lợi dụng mƣa 0,4 b Xác định lƣu lƣợng cần cung cấp trạm bơm, biết hệ số lợi dụng kênh 0,9? Câu 20: a Phân loại kênh tƣới? Phƣơng pháp đánh số thứ tự cấp kênh hở? Vẽ hình minh họa b Hãy nêu trình tự thiết kế hệ thống kênh tƣới? Xác định lƣu lƣợng kênh tƣới hình thang biết hệ số nhám lòng kênh 0,025, hệ số mái kênh 0,75, độ sâu ngập nƣớc kênh 0,7m, chiều rộng đáy kênh 1,5m, độ dốc đáy kênh 0,0004 TÀI LIỆU THAM KHẢO PGS.TS Phạm Ngọc Dũng Giáo trình Quản lý nguồn nƣớc, Đại Học Nơng Nghiệp – Hà Nội GS TS Hà Văn Khối Giáo trình Quy hoạch quản lý nguồn nƣớc Đại học thủy lợi Hà Nội ThS Nguyễn Văn Đức Bài giảng Phƣơng pháp tƣới tiêu Đại học nông lâm Huế Luật tài nguyên nƣớc 1998 Chiến lƣợc phát triển tài nguyên nƣớc đến năm 2020 Nghị định 120/2008/NĐ-CP Chính phủ quản lý lƣu vực sơng Nghị định 112/2008/NĐ-CP Chính phủ quản lý, bảo vệ, khai thác tổng hợp tài nguyên nƣớc môi trƣờng hồ chứa thủy điện, thủy lợi Jean Burton Intergrated water resources management UNESCO 2003 Michael Cernea Reconstruction model for improverishment risks in Displacement and resettlement 63 64 ... TẬP BÀI 2: QUẢN LÝ NGUỒN NƢỚC 2.1 Kiến thức quản lý 2.1.1 Khái niệm quản lý 2.1.2 Khái niệm quản lý nguồn nƣớc 2.2 Các mơ hình quản lý nguồn nƣớc 2.2.1 Quản lý nhà nƣớc tài nguyên nƣớc 2.2.2 Quản. .. đất? BÀI QUẢN LÝ NGUỒN NƢỚC 2.1 Kiến thức quản lý 2.1.1 Khái niệm quản lý + Khái niệm: Có nhiều khái niệm quản lý khác nhau, tham khảo nhiều khái niệm để hiểu biết rõ chất quản lý - Quản lý nghệ... - Nước mao quản treo: mưa hay tưới nước, nước chứa đầy ống mao quản, không tiếp giáp với nước ngầm, mà nước giữ lại sức căng mặt gọi nước mao quản treo - Nước trọng lực: nước mà khe hổng đầy nước,